张嘉一
(山西远方路桥集团,山西大同 037006)
桥梁在四季温度作用下,会在纵向上有一个或缩或胀的变形,加之目前车辆载重能力大、行车速度快,伸缩缝的抗冲击能力就显得尤为重要。其自身损坏会直接导致行车的舒适,甚至危害桥梁安全,降低构造物使用年限、增加养护维修难度,笔者根据参与天大高速公路桥梁工程施工以及通车后对沿线桥梁进行路况调查时发现的实际情况,从设计、施工及后期养护上,谈几点伸缩缝病害的成因及防治措施。
设计人员往往忽略对伸缩缝的细致考虑,甚至在设计上套用原先主体结构相同的图纸。主观上只强调缝隙间的平整或者单方面偏重于伸缩缝的设计,没有充分考虑到使用地区的温度及气候等诸多因素。以此选择设计的伸缩缝类型及型号,其性能与运营后实际需求总是存在一定的差异。
1)桥梁预埋构件没有按图纸设计的位置准确埋设,伸缩缝装置与桥台及梁端的锚固无法正常连接,出现了不平整或者容易松动。2)由于在端梁浇筑过程中,没能按设计要求控制模型尺寸,使端梁成品长度大于规定值,或是在台背浇筑中出现胀模,致使梁与台背间的距离根本不能满足伸缩缝装置需求的伸缩量。3)伸缩装置本身或是预埋筋长时间暴露在自然环境中受风雨作用,已经形成了较为严重的锈蚀,施工环节上忽略了除锈工艺,其次是由于伸缩缝部位混凝土体积小,拌合较为随意,各种组分掺配比例不严格,浇筑后混凝土强度受到影响,再加之后期养护不到位,留下病害隐患。4)伸缩装置的安装是在路面成型后统一进行施工,往往一条公路上的伸缩缝由于类型相同、供货厂家相同,通常会选用一家或两家专业施工队伍来施工,由于量大、线长、施工期限短、施工人员质量意识不足、对细节部位重视不够,不按安装程序调节梁头与背墙钢筋间距,不做加强连接,甚至只做了部分连接即浇筑混凝土,促使病害提早出现。5)桥梁与公铁路立交时,由于地形受限制,采用纵坡比较大时,端梁底部的钢板埋设不准确或桥台支座放置不水平,致使接触点空隙大,端梁在自重与行车作用下会加大对伸缩装置的压缩变形,造成伸缩缝型钢断裂或锚固混凝土开裂、破损。
在公路投入运营后,所招募的养护人员素质差,经验少,只重视桥梁主要构件的损害,忽视了伸缩缝的观测及养护,缝隙内堆满杂物,尤其是有比较尖锐的石子或其他金属质碎片,抵制了伸缩缝的有效变形,严重影响了梁板的温缩,甚至是利器将橡胶条划破,在雨雪过后,大量桥面积水从缝隙间流入桥头护坡造成水毁,在冬季可能还会在端梁与台背墙间形成冻胀。
伸缩装置本身为一个薄弱环节,在超载、超速车的强力作用下,在水平及竖直方向都会造成超过自身所能承受的变形,扰动了周边混凝土、拉裂了橡胶条,加剧了已有隐患的快速生成。
将本身就存在瑕疵的伸缩缝安装在桥梁上,其本身的材质、性能,甚至规格都不能满足正常通车的需求,在大交通量的作用下,形成早期破坏、对桥梁形成危害、加大养护成本。
设计人员应该亲临实地勘察,调查当地交通组成,并能从气象部门收集当地至少10年以上极端气候资料,加以统计,核定计算伸缩装置使用的气候温度区间以及适应当地交通的类型。不要简单套用相近地区或相同结构桥梁的原有图纸,造成伸缩缝从根本上的不适。
1)桥梁端梁与背墙上的伸缩装置预埋筋必须按照图纸所示准确放置,如确实因阻碍施工进行的局部变动,应在混凝土浇筑完毕后没有出现初凝现象前进行间距与高度的调整。2)严格控制端梁模板长度,端头模具支撑锚接要牢固,混凝土入模速度要进行观控,避免因坍落度大,浇筑速度快带给梁板模具超压冲击力形成的胀模。对已出现尺寸超过规范要求的范围时,如果不影响使用,可对局部进行凿除与修整,保证端梁与台背墙间的距离能够满足伸缩装置安装要求。3)对于长期暴露在外的预埋筋要涂刷水泥浆进行防锈蚀处理,对已经锈蚀的部位,在浇筑伸缩缝两侧混凝土前必须用钢丝刷剔除锈斑,对于伸缩装置两侧体积较小的混凝土还要严格拌和工艺,控制级配、碎石强度、水泥及外加剂的掺量,浇筑后必须加强养生,保证强度,作为伸缩装置抵御超强变形的坚实后盾。4)加强路面施工单位与伸缩缝施工队伍之间的协作,统筹安排施工时间,安装人员数量要有保障同时还要加强质量意识。在伸缩装置与预埋构件的连接上必须满足正常使用的要求,对薄弱点要进行局部加强,加大检测力度,发现不合格,严禁进入下一道工序。5)遇特殊地形,桥梁纵坡较大时,梁端底部钢板的角度与位置要严格按照计算结果放置,同时桥台上支座垫石的顶面标高控制也要加强,确保支座能水平放置,减小端梁在自重与行车共同作用下对伸缩装置进行的冲力。
对养护人员要经常进行业务知识培训,例行的桥检把伸缩装置检测作为一个重要项,保洁人员及时清理缝隙间的杂物,做好日常管理巡查记录,尤其是雨雾天气。对已经出现病害的伸缩缝要查明原因根据破损程度给予及时维修或彻底更换。
没有任何一条公路是坚不可摧的,从设计之初它就限定了单车通过速度及总质量,在规定车速与载重量内的车辆对桥梁伸缩装置造成的损坏基本上都是可控制的,桥梁、道路使用寿命的加长实际上就相当于经济在延展。
加强对伸缩缝其本身材质和性能的检测,杜绝因其自身刚度与其他瑕疵所造成的早期病害。
伸缩装置是易损件,而且维修时因为交通运行和修复部位狭小会造成许多不便,但正因如此修复与更换更要彻底,对于损坏的伸缩装置一是要更换与当地实地气候及交通量相适配的类型,二是在凿除伸缩缝周围混凝土时,要局部小范围的剔除,不可使用大型破除设备或超范围破拆,三是当原有的预埋体已松动或损坏较为严重时,应重新调整位置与间距,适当可做加强布设新的锚固预埋钢筋。